4. Digamos que na mesma reação do item 3 foi utilizado 200 g de gás nitrogênio impuro e obtiveram-se
moléculas de gás amônia.
a) Qual era o grau de pureza do gás nitrogênio usado no início? (Dados: Massas molares:
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a) Qual era o grau de pureza do gás nitrogênio usado no início? (Dados: Massas molares:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que fala sobre uma reação química onde usaram 200 g de gás nitrogênio impuro e conseguiram produzir
moléculas de amônia. Nosso objetivo aqui é descobrir qual era a pureza desse gás nitrogênio utilizado. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que lida com as quantidades das substâncias envolvidas nas reações. Também vamos precisar das massas molares do nitrogênio (N) e do hidrogênio (H) que já foram dadas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender quantas mols de amônia (
) foram produzidas. Sabemos que uma mol de qualquer substância tem
moléculas (isso é o que chamamos de número de Avogadro). Então, se temos
moléculas de amônia, podemos calcular as mols assim:
Passo 3
Agora, precisamos relacionar a quantidade de amônia produzida com a quantidade de nitrogênio usada na reação. A reação balanceada para a produção de amônia é:
Isso significa que 1 mol de
produz 2 mols de
. Então, para 10 mols de amônia, a quantidade de nitrogênio necessária é:
Passo 4
Agora, vamos calcular a massa de nitrogênio puro que corresponde a esses 5 mols. Sabemos que a massa molar do nitrogênio (
) é:
Portanto, a massa de nitrogênio puro necessária é:
Passo 5
Sabemos que inicialmente foram usados 200 g de gás nitrogênio impuro. A pureza do gás é a relação entre a massa de nitrogênio puro e a massa total do gás utilizado. Então, a pureza em porcentagem é:
Resposta
O grau de pureza do gás nitrogênio utilizado foi de 70%.